Search for long-lived particles decaying to $$e ^\pm $$ $$\mu ^\mp $$ $$\nu $$
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Published:2021-03
Issue:3
Volume:81
Page:
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ISSN:1434-6044
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Container-title:The European Physical Journal C
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language:en
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Short-container-title:Eur. Phys. J. C
Author:
Aaij R., , Beteta C. Abellán, Ackernley T., Adeva B., Adinolfi M., Afsharnia H., Aidala C. A., Aiola S., Ajaltouni Z., Akar S., Albrecht J., Alessio F., Alexander M., Albero A. Alfonso, Aliouche Z., Alkhazov G., Cartelle P. Alvarez, Amato S., Amhis Y., An L., Anderlini L., Andreianov A., Andreotti M., Archilli F., Artamonov A., Artuso M., Arzymatov K., Aslanides E., Atzeni M., Audurier B., Bachmann S., Bachmayer M., Back J. J., Baker S., Rodriguez P. Baladron, Balagura V., Baldini W., Leite J. Baptista, Barlow R. J., Barsuk S., Barter W., Bartolini M., Baryshnikov F., Basels J. M., Bassi G., Batsukh B., Battig A., Bay A., Becker M., Bedeschi F., Bediaga I., Beiter A., Belavin V., Belin S., Bellee V., Belous K., Belov I., Belyaev I., Bencivenni G., Ben-Haim E., Berezhnoy A., Bernet R., Berninghoff D., Bernstein H. C., Bertella C., Bertholet E., Bertolin A., Betancourt C., Betti F., Bettler M. O., Bezshyiko Ia., Bhasin S., Bhom J., Bian L., Bieker M. S., Bifani S., Billoir P., Birch M., Bishop F. C. R., Bizzeti A., Bjørn M., Blago M. P., Blake T., Blanc F., Blusk S., Bobulska D., Boelhauve J. A., Garcia O. Boente, Boettcher T., Boldyrev A., Bondar A., Bondar N., Borghi S., Borisyak M., Borsato M., Borsuk J. T., Bouchiba S. A., Bowcock T. J. V., Boyer A., Bozzi C., Bradley M. J., Braun S., Rodriguez A. Brea, Brodski M., Brodzicka J., Gonzalo A. Brossa, Brundu D., Buonaura A., Burr C., Bursche A., Butkevich A., Butter J. S., Buytaert J., Byczynski W., Cadeddu S., Cai H., Calabrese R., Calefice L., Diaz L. Calero, Cali S., Calladine R., Calvi M., Gomez M. Calvo, Magalhaes P. Camargo, Camboni A., Campana P., Perez D. H. Campora, Quezada A. F. Campoverde, Capelli S., Capriotti L., Carbone A., Carboni G., Cardinale R., Cardini A., Carli I., Carniti P., Carus L., Akiba K. Carvalho, Vidal A. Casais, Casse G., Cattaneo M., Cavallero G., Celani S., Cerasoli J., Chadwick A. J., Chapman M. 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C., Halewood-leagas T., Hamilton P. M., Han Q., Han X., Hancock T. H., Hansmann-Menzemer S., Harnew N., Harrison T., Hasse C., Hatch M., He J., Hecker M., Heijhoff K., Heinicke K., Hennequin A. M., Hennessy K., Henry L., Heuel J., Hicheur A., Hill D., Hilton M., Hollitt S. E., Hopchev P. H., Hu J., Hu J., Hu W., Huang W., Huang X., Hulsbergen W., Hunter R. J., Hushchyn M., Hutchcroft D., Hynds D., Ibis P., Idzik M., Ilin D., Ilten P., Inglessi A., Ishteev A., Ivshin K., Jacobsson R., Jakobsen S., Jans E., Jashal B. K., Jawahery A., Jevtic V., Jezabek M., Jiang F., John M., Johnson D., Jones C. R., Jones T. P., Jost B., Jurik N., Kandybei S., Kang Y., Karacson M., Karpov M., Kazeev N., Keizer F., Kenzie M., Ketel T., Khanji B., Kharisova A., Kholodenko S., Kim K. E., Kirn T., Kirsebom V. 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Lucio, Lukashenko V., Luo Y., Lupato A., Luppi E., Lupton O., Lusiani A., Lyu X., Ma L., Maccolini S., Machefert F., Maciuc F., Macko V., Mackowiak P., Maddrell-Mander S., Madejczyk O., Mohan L. R. Madhan, Maev O., Maevskiy A., Maisuzenko D., Majewski M. W., Malczewski J. J., Malde S., Malecki B., Malinin A., Maltsev T., Malygina H., Manca G., Mancinelli G., Escalero R. Manera, Manuzzi D., Marangotto D., Maratas J., Marchand J. F., Marconi U., Mariani S., Benito C. Marin, Marinangeli M.ORCID, Marino P., Marks J., Marshall P. J., Martellotti G., Martinazzoli L., Martinelli M., Santos D. Martinez, Vidal F. Martinez, Massafferri A., Materok M., Matev R., Mathad A., Mathe Z., Matiunin V., Matteuzzi C., Mattioli K. R., Mauri A., Maurice E., Mauricio J., Mazurek M., McCann M., Mcconnell L., Mcgrath T. H., McNab A., McNulty R., Mead J. V., Meadows B., Meaux C., Meier G., Meinert N., Melnychuk D., Meloni S., Merk M., Merli A., Garcia L. Meyer, Mikhasenko M., Milanes D. A., Millard E., Milovanovic M., Minard M.-N., Minzoni L., Mitchell S. E., Mitreska B., Mitzel D. S., Mödden A., Mohammed R. A., Moise R. D., Mombächer T., Monroy I. A., Monteil S., Morandin M., Morello G., Morello M. J., Moron J., Morris A. B., Morris A. G., Mountain R., Mu H., Muheim F., Mukherjee M., Mulder M., Müller D., Müller K., Murphy C. H., Murray D., Muzzetto P., Naik P., Nakada T., Nandakumar R., Nanut T., Nasteva I., Needham M., Neri I., Neri N., Neubert S., Neufeld N., Newcombe R., Nguyen T. D., Nguyen-Mau C., Niel E. M., Nieswand S., Nikitin N., Nolte N. S., Nunez C., Oblakowska-Mucha A., Obraztsov V., O’Hanlon D. P., Oldeman R., Olivares M. E., Onderwater C. J. G., Ossowska A., Goicochea J. M. Otalora, Ovsiannikova T., Owen P., Oyanguren A., Pagare B., Pais P. R., Pajero T., Palano A., Palutan M., Pan Y., Panshin G., Papanestis A., Pappagallo M., Pappalardo L. L., Pappenheimer C., Parker W., Parkes C., Parkinson C. J., Passalacqua B., Passaleva G., Pastore A., Patel M., Patrignani C., Pawley C. J., Pearce A., Pellegrino A., Altarelli M. Pepe, Perazzini S., Pereima D., Perret P., Petridis K., Petrolini A., Petrov A., Petrucci S., Petruzzo M., Pham T. T. H., Philippov A., Pica L., Piccini M., Pietrzyk B., Pietrzyk G., Pili M., Pinci D., Pinzino J., Pisani F., Piucci A., P.K Resmi, Placinta V., Playfer S., Plews J., Casasus M. Plo, Polci F., Lener M. Poli, Poliakova M., Poluektov A., Polukhina N., Polyakov I., Polycarpo E., Pomery G. J., Ponce S., Popov A., Popov D., Popov S., Poslavskii S., Prasanth K., Promberger L., Prouve C., Pugatch V., Navarro A. Puig, Pullen H., Punzi G., Qian W., Qin J., Quagliani R., Quintana B., Raab N. V., Trejo R. I. Rabadan, Rachwal B., Rademacker J. H., Rama M., Pernas M. Ramos, Rangel M. S., Ratnikov F., Raven G., Reboud M., Redi F., Reiss F., Alepuz C. Remon, Ren Z., Renaudin V., Ribatti R., Ricciardi S., Rinnert K., Robbe P., Robert A., Robertson G., Rodrigues A. B., Rodrigues E., Lopez J. A. Rodriguez, Rollings A., Roloff P., Romanovskiy V., Lamas M. Romero, Vidal A. Romero, Roth J. D., Rotondo M., Rudolph M. S., Ruf T., Vidal J. Ruiz, Ryzhikov A., Ryzka J., Silva J. J. Saborido, Sagidova N., Sahoo N., Saitta B., Gonzalo D. Sanchez, Gras C. Sanchez, Santacesaria R., Rios C. Santamarina, Santimaria M., Santovetti E., Saranin D., Sarpis G., Sarpis M., Sarti A., Satriano C., Satta A., Saur M., Savrina D., Sazak H., Smead L. G. Scantlebury, Schael S., Schellenberg M., Schiller M., Schindler H., Schmelling M., Schmelzer T., Schmidt B., Schneider O., Schopper A., Schubiger M., Schulte S., Schune M. H., Schwemmer R., Sciascia B., Sciubba A., Sellam S., Semennikov A., Soares M. Senghi, Sergi A., Serra N., Serrano J., Sestini L., Seuthe A., Seyfert P., Shangase D. M., Shapkin M., Shchemerov I., Shchutska L., Shears T., Shekhtman L., Shen Z., Shevchenko V., Shields E. B., Shmanin E., Shupperd J. D., Siddi B. G., Coutinho R. Silva, Simi G., Simone S., Skiba I., Skidmore N., Skwarnicki T., Slater M. W., Smallwood J. C., Smeaton J. G., Smetkina A., Smith E., Smith M., Snoch A., Soares M., Lavra L. Soares, Sokoloff M. D., Soler F. J. P., Solovev A., Solovyev I., De Almeida F. L. Souza, De Paula B. Souza, Spaan B., Norella E. Spadaro, Spradlin P., Stagni F., Stahl M., Stahl S., Stefko P., Steinkamp O., Stemmle S., Stenyakin O., Stevens H., Stone S., Stramaglia M. E., Straticiuc M., Strekalina D., Strokov S., Suljik F., Sun J., Sun L., Sun Y., Svihra P., Swallow P. N., Swientek K., Szabelski A., Szumlak T., Szymanski M., Taneja S., Tang Z., Tekampe T., Teubert F., Thomas E., Thomson K. A., Tilley M. J., Tisserand V., T’Jampens S., Tobin M., Tolk S., Tomassetti L., Machado D. Torres, Tou D. Y., Traill M., Tran M. T., Trifonova E., Trippl C., Tsaregorodtsev A., Tuci G., Tully A., Tuning N., Ukleja A., Unverzagt D. J., Ursov E., Usachov A., Ustyuzhanin A., Uwer U., Vagner A., Vagnoni V., Valassi A., Valenti G., Canudas N. Valls, Beuzekom M. van, Dijk M. Van, Hecke H. Van, Herwijnen E. van, Hulse C. B. Van, Veghel M. van, Gomez R. Vazquez, Regueiro P. Vazquez, Sierra C. Vázquez, Vecchi S., Velthuis J. J., Veltri M., Venkateswaran A., Veronesi M., Vesterinen M., Vieira D., Diaz M. Vieites, Viemann H., Vilasis-Cardona X., Figueras E. Vilella, Vincent P., Vitali G., Vollhardt A., Bruch D. Vom, Vorobyev A., Vorobyev V., Voropaev N., Waldi R., Walsh J., Wang C., Wang J., Wang J., Wang J., Wang J., Wang M., Wang R., Wang Y., Wang Z., Wark H. M., Watson N. K., Weber S. G., Websdale D., Weisser C., Westhenry B. D. C., White D. J., Whitehead M., Wiedner D., Wilkinson G., Wilkinson M., Williams I., Williams M., Williams M. R. J., Wilson F. F., Wislicki W., Witek M., Witola L., Wormser G., Wotton S. A., Wu H., Wyllie K., Xiang Z., Xiao D., Xie Y., Xing H., Xu A., Xu J., Xu L., Xu M., Xu Q., Xu Z., Xu Z., Yang D., Yang Y., Yang Z., Yang Z., Yao Y., Yeomans L. E., Yin H., Yu J., Yuan X., Yushchenko O., Zaffaroni E., Zarebski K. A., Zavertyaev M., Zdybal M., Zenaiev O., Zeng M., Zhang D., Zhang L., Zhang S., Zhang Y., Zhang Y., Zhelezov A., Zheng Y., Zhou X., Zhou Y., Zhu X., Zhukov V., Zonneveld J. B., Zucchelli S., Zuliani D., Zunica G.
Abstract
AbstractLong-lived particles decaying to $${e ^\pm } {\mu ^\mp } {\nu } $$
e
±
μ
∓
ν
, with masses between 7 and $$50 \,\text {GeV/}c^2 $$
50
GeV/
c
2
and lifetimes between 2 and $$50 \,\text {ps} $$
50
ps
, are searched for by looking at displaced vertices containing electrons and muons of opposite charges. The search is performed using $$5.4 \,\text {fb} ^{-1} $$
5.4
fb
-
1
of $$p $$
p
$$p $$
p
collisions collected with the LHCb detector at a centre-of-mass energy of $$\sqrt{s} = 13 \,\text {TeV} $$
s
=
13
TeV
. Three mechanisms of production of long-lived particles are considered: the direct pair production from quark interactions, the pair production from the decay of a Standard-Model-like Higgs boson with a mass of $$125 \,\text {GeV/}c^2 $$
125
GeV/
c
2
, and the charged current production from an on-shell $$W $$
W
boson with an additional lepton. No evidence of these long-lived states is obtained and upper limits on the production cross-section times branching fraction are set on the different production modes.
Publisher
Springer Science and Business Media LLC
Subject
Physics and Astronomy (miscellaneous),Engineering (miscellaneous)
Reference48 articles.
1. J. Alimena et al., Searching for long-lived particles beyond the Standard Model at the Large Hadron Collider. Phys. G47, 090501 (2020). https://doi.org/10.1088/1361-6471/ab4574J. arXiv:1903.04497 2. ATLAS collaboration, G. Aad et al., Search for pair-produced long-lived neutral particles decaying in the ATLAS hadronic calorimeter in $$pp$$ collisions at $$\sqrt{s} = 8$$ TeV. Phys. Lett. B 743, 15 (2015). https://doi.org/10.1016/j.physletb.2015.02.015. arXiv:1501.04020 3. ATLAS collaboration, G. Aad et al., Search for long-lived, weakly interacting particles that decay to displaced hadronic jets in proton-proton collisions at $$\sqrt{s}=8$$ TeV with the ATLAS detector. Phys. Rev. D 92, 012010 (2015). https://doi.org/10.1103/PhysRevD.92.012010. arXiv:1504.03634 4. LHCb collaboration, R. Aaij et al., Search for massive long-lived particles decaying semileptonically in the LHCb detector. Eur. Phys. J. C 77, 224 (2017). https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-017-4744-6. arXiv:1612.00945 5. LHCb collaboration, R. Aaij et al., Updated search for long-lived particles decaying to jet pairs. Eur. Phys. J. C 77, 812 (2017). https://doi.org/10.1140/epjc/s10052-017-5178-x. arXiv:1705.07332
Cited by
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